下面哪些属于区块链技术上的关键点

1.什么是区块链？

区块链的基本知识

区块链具有分布式的特点，可以有效保障网络中的数据安全，而空天地一体网也是典型的分布式网络，因此区块链可以用于空天地一体网的安全维护。比特币网络中生成一个块需要10分钟左右，这个延迟不符合空天地一体网络的低延迟要求。因此，本文在深入分析区块链基础知识的基础上，提出了一种基于哈希链的认证和隐私保护方案。

区块链的概念

区块链是近年来计算机技术在互联网和金融领域的一种新的应用模式。它结合了分布式数据存储技术、对等传输技术(P2P)、共识机制和加密算法。区块链(Blockchain)是一种链式的数据结构，按照时间顺序将各个区块链接起来，采用密码学的方法保证数据记录不可被篡改或伪造。

区块链技术源于中本聪2008年发表的论文。虽然本文没有提出区块链的概念，但是提出了一种基于端到端网络解决重复支付问题的方案。这种现金系统允许在线支付直接从一个账户转移到另一个账户，而无需通过金融机构(第三方机构)。在整个网络中，交易时间戳的哈希值会形成一个哈希链作为支付的证明，也是交易顺序的证明。

具体来说，区块链使用块链接数据结构来验证和存储数据，使用共识机制来生成和更新数据，使用智能契约(由自动化脚本代码组成)来编程和 *** 作数据。

如图2-4所示，区块链的技术发展路线是从P2P网络和加密方法到区块链1.0和区块链2.0。区块链自下而上分为五层:数据层、网络层、共识层、激励层、应用层。

2.区块链的关键技术

区块链的关键技术如下:

(1)通信:节点间的数据传播。区块链一般采用P2P网络来组织所有节点，节点之间的数据分发一般通过组播机制来实现。

(2)存储:在正常运行时，数据将以区块链结构存储在内存中，但最终将存储在数据库中。

(3)安全机制:区块链利用密码学原理对数据进行加密，保护隐私。常用的有哈希算法、数据加密、数字签名和零知识证明。

(4)共识机制:区块链中各节点达成协议的策略和方法。常见的有工作量证书、股权证书、份额授权证书、拜占庭容错和权限证书等。

块按照时间顺序一个接一个连接成波纹。每个块记录在块创建过程中发生的所有事务信息。块一般分为块头和块体。块头的主要功能由当前块的版本号、前一个块的哈希值、时间戳、随机数、目标哈希值和Merkle根等组成。块主体包含块创建和验证过程中的所有交易记录。区块链主链上的区块按时间顺序与时间戳相连，作为交易数据无法被窃取或伪造的证明。随机数(Nonce)是在挖掘加密货币的过程中自动生成的。它是基于POW中涉及的随机数，通过调整难度可以改变计算时间。如图2-7所示。

区块链一般存储交易数据的哈希值，而不是原始数据。哈希值通常是通过对任意输入进行哈希运算而获得的固定长度的“指纹”。哈希函数(Hash function)具有单向、定时、定长、随机性的特点，对于不同的输入数据会产生不同的定长输出。一般不能从结果中推导出输入值，不同长度的输入值哈希运算花费的时间几乎相同。

一个块中的交易记录通常用最简单的二叉树来组织，每笔交易的原始记录在树的底部；每一个事务都被哈希得到一个哈希值，这些哈希值被两两组合哈希得到一个新的哈希值，以此类推会生成一个最终的结果，这个结果就是Merkle树的根。在图2-7中，原始的事务数据是事务1、事务2、事务3和事务4，哈希值Hash 1、Hash2、Hash 3和Hash 4是通过一次哈希运算得到的。然后，通过依次散列得到最终的散列值Hash 1234，这就是Merkle根。交易中的数据一旦被篡改，哈希运算后哈希值也会发生变化，Merlde树的根也会发生变化，可以快速验证交易数据的完整性。从图2-7可以看出，Merkle树是区块链的重要组成部分，它使得块头只需要包含最后的哈希值，即Merkle根，而不需要封装所有的事务数据，节省了块生成的时间，提高了区块链的运行效率；其次，只需运行一些节点就可以验证事务数据。

3.区块链的应用

区块链的应用目前已发展到三个主要阶段。最初以比特币为代表的加密货币阶段，通过使用场景的优化，发展到以以太坊为代表的智能合约阶段，最终发展到各个领域的应用。下面是区块链在不同阶段的应用示例:

区块链1.0时代，比特币，中本聪在2008年提出的点对点、去中心化的加密货币。比特币不是由中央权威机构发行，而是在区块链通过POW完成的。同时，比特币使用分布式数据库记录和验证相关交易信息。

在区块链2.0时代，以太坊是一个可以构建和发布其他分布式应用的开发平台。以太坊平台上有可以自动执行的智能合约，通过区块链的节点分布式执行。以太坊是一个开源的、图灵完全的、智能的契约式公共区块链。

在区块链3.0时代，区块链已经应用到其他领域，比如基于区块链的众筹平台，基于比特币区块链的分布式匿名数据协议，基于以太坊区块链的人工智能研究平台。此外，区块链在物联网、车联网等领域有着广泛的应用前景。在物联网领域，区块链可以用于跟踪智能设备的运行，共享信息以提高效率和维护，还可以使用建筑物中的传感器来实现智能家居。将区块链应用于车联网领域，区块链不仅可以传输交通信息，帮助车辆避开拥堵的道路，提供更好的驾驶体验，还可以利用数字网络跟踪货物的运输或跟踪车辆，实现车辆之间的通信和车辆检测。但比特币系统中一个比特币块的生成过程需要10分钟，系统每秒只能处理7笔交易。空天地一体化网络对时延的要求非常高，使用共识机制生成分块可能会带来很大的时延。因此，本文在POA的基础上，提出了一种不使用传统共识机制的哈希链作为认证方案的基础。

本文中，区块链·区块链的标签是什么？解释区块链的概念，区块链的关键技术和区块链技术的应用。

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